详情

原文传递一种基于模糊控制的电动汽车充放电率控制方法

专利名称：	一种基于模糊控制的电动汽车充放电率控制方法
摘要：	本发明公开了一种基于模糊控制的电动汽车充放电率控制方法，包括下述步骤：S1、利用安装于配电网节点的自动测量装置实时采集节点的实时运行电压，并和节点处的预设参考电压做比较，得到电压差；S2、根据当前时间所需的电动汽车电池荷电ΔSOC(SOC为state of charge的缩写)和与剩余停车时间相关的最大可补充荷电SOCmax建立充电紧急性程度模型；S3、根据电压差、充电紧急性程度以及电网电价信号，设计模糊控制推理规则表；S4、控制器根据控制模型进行电动汽车充放电率的控制。本发明不仅考虑了电动汽车用户的能量需求、充电紧急性、充电公平性和较低的充电成本等要求，还可将电网节点电压限制在运行要求约束范围内。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	华南理工大学广州学院
发明人：	陈丽丹
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-07T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-30T00:00:00+0800
申请号：	CN201910373998.2
公开号：	CN110065410A
代理机构：	广州市华学知识产权代理有限公司
代理人：	李斌
分类号：	B60L53/62(2019.01);B;B60;B60L;B60L53
申请人地址：	510800 广东省广州市花都区学府路1号
主权项：	1.一种基于模糊控制的电动汽车充放电率控制方法，其特征在于，包括下述步骤： S1、利用安装于配电网节点的自动测量装置实时采集节点的实时运行电压，并和节点处的预设参考电压做比较，得到电压差； S2、根据当前时间所需的电动汽车电池荷电ΔSOC和与剩余停车时间相关的最大可补充的荷电量SOCmax建立充电紧急性程度模型； S3、根据电压差、充电紧急性程度以及电网电价信号，设计模糊逻辑控制器，并利用模糊逻辑控制器得到模糊控制推理规则； S4、控制器根据控制模型进行电动汽车充放电率的控制。 2.根据权利要求1所述基于模糊控制的电动汽车充放电率控制方法，其特征在于，步骤S1中，还包括下述步骤：电动汽车连接到电动汽车充放电设备EVSE，其在电动汽车到达行程目的地时由配电网节点提供，连接点的实际运行电压值通过智能电网中的高级计量基础设施获得，节点处的参考电压由操作员预设；充电率输出由模糊逻辑控制器控制，电动汽车充放电设备EVSE在t时刻将向电动汽车m提供相应的充电功率Pev(m,t)，如等式(1)所示； Pev(m,t)＝ρ(m,t)·η·Pch (1) 其中，m是电动汽车索引，t是时间索引；并假设最大可充放电功率均为Pch，以kW为单位，充放电效率均为η；ρ(m,t)是电动汽车m在t时刻的实时充放电率，若充电则ρ为正值，相反，放电状态ρ为负值。 3.根据权利要求1所述基于模糊控制的电动汽车充放电率控制方法，其特征在于，步骤S2中，步骤S2中，建立充电紧急性程度模型的具体步骤为： a)剩余停驻时间: ΔT(m,t)＝Td(m)-t (2) ΔT(m,t)为电动汽车m在时刻t的剩余停驻时间，Td为电动汽车m的离开时间，t表示当前时刻，一般而言，剩余停驻时间越多，充电紧急程度越低； b)当前时刻电动汽车能充得的最大荷电Socmax(m,t)：式中,E(m)为电动汽车m的电池电量，式(3)表明电动汽车在剩余的时间内以最大充电功率充电可充得电池荷电量； c)当前时刻电动汽车所需补充的荷电量ΔSoc(m,t)：式(4)给出了前后时间间隙所需补充的荷电量关系，若ΔSoc(m,t)≤0,则充电率的计算应为ρ(m,t-Δt)＝x(m,t)·E(m)/(Pch·Δt),意味着电动汽车在上一时间间隙t-Δt已可完成充电； d)充电紧急性程度CU(m,t)：式(5)定义了当前时刻的电动汽车充电紧急程度，即在剩余的停留期间还需要补充的SOC和最大可充得的SOC比值，通常，'CU'的值越大，电动汽车充电率应该越高。 4.根据权利要求2所述基于模糊控制的电动汽车充放电率控制方法，其特征在于，步骤S2中，还包括计算电网节点的电压偏移，计算方法为： ΔV(m,t)＝V(i,t)-Vref(i) (6) 电网系统节点电压要求运行在0.95–1.05倍的标幺值之间。 5.根据权利要求1所述基于模糊控制的电动汽车充放电率控制方法，其特征在于，步骤S3中，所述电网电价信号为控制器的影响因素之一，其来自电网公司或中间运营商等组织，不同国家和地区采用不同的电价政策，包括固定电价政策，分时电价TOU，实时电价RTP，有时会制定尖峰电价政策CPP。 6.根据权利要求1所述基于模糊控制的电动汽车充放电率控制方法，其特征在于，步骤S3中，所述模糊逻辑控制器由三个输入组成和一个输出，三个输入包括电压偏差，充电紧急度和电价信号，输出为当前时刻电动汽车的充电/放电率；具体步骤为： S3.1、模糊化：输入变量电压偏差由五个隶属函数组成：{NB：负大，NS：负小，ZE：零，PS：正小，PB：正大}，其中NS、ZE和PS代表系统分别运行在较差、正常和良好的状态；类似地，NB和PB是电压偏低和过电压的两种极端情况；输入变量'CU'也被描述为具有五个语言变量的相应模糊信号：超低EL，低L，中M，高H，超高EH；'CU'代表电动汽车的充电要求，EL表示电动汽车充电需求不急或者它需要的能量不多，而EH反映了高能量需求，前者有能力参与需求响应，后者将因充电需求的紧急性而不关心电价；电动汽车电池充电/放电率的输出变量分为五个模糊集：高放电率HDR，低放电率LDR，零ZE，低充电率LCR和高放电率HCR； S3.2、模糊控制器的输出量在-1.0到1.0之间变化，即不同的电动汽车的放电/充电率；且假定电动汽车所有者仅在充电不紧急、系统处于很低电压或低于限制电压的情况，而电价信号为尖峰激励信号时将高度参与向电网放电。 7.根据权利要求6所述基于模糊控制的电动汽车充放电率控制方法，其特征在于，步骤S3.1中，电压偏低是指低于0.95p.u，过电压是指高于1.05p.u。 8.根据权利要求6所述基于模糊控制的电动汽车充放电率控制方法，其特征在于，HDR的最小值设定为0.4，当大于0.8时，放电率将为-1，这意味着EV所有者将100％参与放电；与HDR相比，HCR表示电压偏差处于正值且较高，电价低以及无紧急充电需求的情况，HCR的最小值也设定为0.4，但首要考虑到电动汽车的基本补充能量需求，设定在0.6以上时以最大功率进行充电。 9.根据权利要求1所述基于模糊控制的电动汽车充放电率控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述模糊控制推理规则为：当用于低电价和高电价时，模糊机制为：在低电价时段，除了电压负值且充电紧急度不高外，电动汽车以低或高充电率充电；在电价高峰时段，电动汽车采取不充电，或只是充电紧急度非常高且系统电压状况良好时才做充电决策，在电动汽车参与放电的规则，该规则仅在电价信号为尖峰电价CPP期间应用，并且当信号为CPP时不实施充电决策。 10.根据权利要求9所述基于模糊控制的电动汽车充放电率控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，如果实施的是实时电价RTP政策，需在线下先按式(7)计算电价的平均价格，控制器在价格信号低于平均价格的非高峰时执行低电价时段规则，相反，控制器将在电价信号高于平均电价值时执行高峰电价时段规则；式中，D为天数，可取一个自然季度，具体根据当地区域控制需要设定；T为一天当中的时间间隙数，pd,t为实时电价。
所属类别：	发明专利